一种钴基无定形金属有机骨架材料Co-aMOF的制备方法及应用与流程

本发明属于吸附材料，具体涉及一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法及应用。

背景技术：

1、有机染料在塑料、食品、造纸、皮革、印染、化妆品等工业领域应用广泛，然而，许多有机染料是有毒的，在热、光和氧化剂下具有高稳定性，并且容易溶于水中。因此，有机染料的广泛使用往往会造成大量废水排入环境水体中，造成严重的污染问题，对环境安全和人类健康产生不利影响。为此，在排放前从废水中去除有机染料是非常必要的。当前，已有多种技术(化学氧化、生物处理、光解降解、膜过滤和吸附等)已被开发用于去除水中的有机染料。其中，吸附法因其可行性强、效率高、成本低、副产物少、操作简单等优点而备受关注。传统的多孔材料(如沸石、活性炭等)虽然已广泛用于染料的吸附中，但由于它们具有低多孔性和缺乏吸附位点而在低吸附容量、吸附速率和选择性方面仍存在一些不足之处。可见，发展用于染料吸附和分离的新型多孔材料是非常有意义的。

2、金属有机框架(mof)作为一种新型多孔材料，由于其具有bet表面积大、孔隙率高、孔隙可调、功能位点多等特点，在吸附、分离、催化、传感等方面表现出巨大的应用潜力，受到人们的广泛关注。近年来，mof作为吸收剂用于从水中去除有机染料的用途已被广泛研究。其中一些表现出高吸附容量、快速吸附动力学和良好的选择性。然而，大多数报道的mof都是微晶材料，不利于加工和塑形，因此不适用于工业应用。最近，无定形金属有机框架(amofs)引起了越来越多的关注，该类材料虽然缺乏长程有序的晶格，但却保留了与其晶体对应物相似的局部结构基序。amofs的优点在于：(1)有利于大规模合成、加工和塑形；(ii)可能比mof含有更多的缺陷和额外的孔隙，这使得它们与cmof相比可能具有不同的性能。到目前为止，amof已在药物递送、分离、催化等方面显示出较好的应用效果，而在水中污染物去除方面的应用还非常少见。因此，开发一种能用于水中染料吸附的amofs材料具有巨大的应用前景。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof，该材料具有多孔性，可以作为吸附剂吸附水中的结晶紫、甲基橙和刚果红染料，克服了传统吸附剂吸附量低、吸附速率慢以及晶相mof材料难以加工和塑形的问题。

2、为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明第一方面提供了一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，具体为：往(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶和钴盐中加入氨水和n,n’-二甲基乙酰胺，所得悬浊液混匀后进行加热反应，反应后经过滤即得。

4、优选地，所述钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴和硫酸钴。

5、优选地，所述(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶和钴盐的摩尔比为0.8～1:1～1.5。

6、优选地，所述加热反应的温度为80～160℃，时间为2～4天。

7、优选地，悬浊液混匀的方式为超声分散，超声分散的时间为15～30min。

8、优选地，所述氨水和n,n’-二甲基乙酰胺的体积比为1～2:100，每1mol(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶使用n,n’-二甲基乙酰胺50～100ml。

9、本发明第二方面提供了采用第一方面所述的制备方法制备得到的钴基无定形金属有机骨架材料co-amof。

10、本发明第三方面提供了第一方面所述的钴基无定形金属有机骨架材料co-amof在吸附水中染料分子中的应用。

11、本发明的co-amof材料具有多孔性，可以作为吸附剂吸附水中的结晶紫、甲基橙和刚果红染料，呈现高的吸附量以及可循环使用性。

12、优选地，所述染料分子包括结晶紫、甲基橙和刚果红。

13、本发明第四方面提供了一种用于处理水中染料分子的吸附剂，所述吸附剂以第一方面所述的钴基无定形金属有机骨架材料co-amof作为主要活性成分。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明公开了一种co-amof材料的制备方法，往(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶和钴盐中加入氨水和n,n’-二甲基乙酰胺，所得悬浊液混匀后进行加热反应，反应后经过滤即得。所制得的co-amof材料无定形但具有多孔性的特点，具有微孔和中孔孔道，且具有大的芳香共轭平面，能够快速和高容量的吸附有机染料，对水中的甲基橙和刚果红均具有较高的吸附容量和快速的吸附速率。此外，本发明制备co-amof材料的方法简单易行，产率高。

技术特征：

1.一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，其特征在于，往(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶和钴盐中加入氨水和n,n’-二甲基乙酰胺，所得悬浊液混匀后进行加热反应，反应后经过滤即得。

2.根据权利要求1所述的一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，其特征在于，所述钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴和硫酸钴。

3.根据权利要求1所述的一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，其特征在于，所述(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶和钴盐的摩尔比为0.8～1:1～1.5。

4.根据权利要求1所述的一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为80～160℃，时间为2～4天。

5.根据权利要求1所述的一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，其特征在于，悬浊液混匀的方式为超声分散，超声分散的时间为15～30min。

6.根据权利要求1所述的一种钴基无定形金属有机骨架材料co-amof的制备方法，其特征在于，所述氨水和n,n’-二甲基乙酰胺的体积比为1～2:100，每1mol(1h-咪唑基-1-苯基)-2,6-二(4-(2h-四唑基)苯基)吡啶使用n,n’-二甲基乙酰胺50～100ml。

7.采用权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的钴基无定形金属有机骨架材料co-amof。

8.权利要求7所述的钴基无定形金属有机骨架材料co-amof在吸附水中染料分子中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述染料分子包括结晶紫、甲基橙和刚果红。

10.一种用于处理水中染料分子的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂以权利要求7所述的钴基无定形金属有机骨架材料co-amof作为主要活性成分。

技术总结
本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种钴基无定形金属有机骨架材料Co‑aMOF的制备方法及应用。本发明往(1H‑咪唑基‑1‑苯基)‑2,6‑二(4‑(2H‑四唑基)苯基)吡啶和钴盐中加入氨水和N,N’‑二甲基乙酰胺，所得悬浊液混匀后进行加热反应，反应后经过滤制得一种Co‑aMOF材料。所制得的Co‑aMOF材料无定形但具有多孔性的特点，具有微孔和中孔孔道，且具有大的芳香共轭平面，能够快速和高容量的吸附有机染料，对水中的甲基橙和刚果红均具有较高的吸附容量和快速的吸附速率。此外，本发明制备Co‑aMOF材料的方法简单易行，具有产量和纯度高的特点。

技术研发人员：郑盛润,冯颖,蔡松亮,范军,章伟光
受保护的技术使用者：广东朗斯姆生化技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12